• 제목/요약/키워드: Structure vibration

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500W급 풍력발전기 복합계 블레이드의 설계 및 충격손상 안전성 연구 (Investigation on Design and Impact Damage for a 500W Wind Turbine Composite Blade)

  • 공창덕;최수현;박현범;김상훈
    • Composites Research
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    • 제22권1호
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    • pp.22-31
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    • 2009
  • 최근 화석 연료가 고갈됨에 따라 대체 에너지 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 여러 대체 에너지들 중 풍력 발전기는 바람의 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 시스템으로 매우 친환경적이기 때문에 다양하게 연구되고 있다. 따라서 본 연구의 목표는 500W급 소형 풍력 발전용 블레이드의 개발로서 외국에 비하여 상대적으로 풍속이 낮은 국내와 같은 지역에 적용할 수 있도록 설계 되어야 한다. 본 논문에서는 피로수명을 고려한 고효율 경량화 블레이드의 공력설계 및 구조설계 방법이 제안되었으며, 구조해석으로 선형 정적해석, 좌굴해석, 진동모드해석이 수행되었다. 또한 풍력 발전 시스템에 발생할 수 있는 유체충돌해석을 모사하였다. 해석결과들은 유압시험장비를 이용한 구조시험 빛 성능시험의 결과와 비교되었고, 비교적 잘 일치하여 설계결과의 안전성을 확인하였다.

The effect of visco-Pasternak foundation on the free vibration behavior of exponentially graded sandwich plates with various boundary conditions

  • Fatima, Bounouara;Salem Mohammed, Aldosari;Abdelbaki, Chikh;Abdelhakim, Kaci;Abdelmoumen Anis, Bousahla;Fouad, Bourada;Abdelouahed, Tounsi;Kouider Halim, Benrahou;Hind, Albalawi;Abdeldjebbar, Tounsi
    • Steel and Composite Structures
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    • 제46권3호
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    • pp.367-383
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    • 2023
  • In this investigation, an improved integral trigonometric shear deformation theory is employed to examine the vibrational behavior of the functionally graded (FG) sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations. The studied structure is modelled with only four unknowns' variables displacements functions. The simplicity of the developed model being in the reduced number of variables which was made with the help of the use of the indeterminate integral in the formulation. The current kinematic takes into consideration the shear deformation effect and does not require any shear correction factors as used in the first shear deformation theory. The equations of motion are determined from Hamilton's principle with including the effect of the reaction of the visco-Pasternak's foundation. A Galerkin technique is proposed to solve the differentials governing equations, which enables one to obtain the semi-analytical solutions of natural frequencies for various clamped and simply supported FG sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations. The validity of proposed model is checked with others solutions found in the literature. Parametric studies are performed to illustrate the impact of various parameters as plate dimension, layer thickness ratio, inhomogeneity index, damping coefficient, vibrational mode and elastic foundation on the vibrational behavior of the FG sandwich plates.

조밀한 모래지반의 기초하부에 설치된 마이크로파일 보강효과에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Reinforcement Effect of Installed Micropile under Footing on Dense Sand)

  • 이태형;임종철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3C호
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    • pp.191-200
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    • 2006
  • 직경 100~300mm 정도의 보링공에 강봉 또는 강관을 삽입하여 그라우팅 재료로 주입 압력을 가하는 소구경 현장 타설 말뚝의 일종인 마이크로파일 공법은 기계의 소형화, 저진동, 저소음 등의 장점으로 도심지의 협소한 공간에서의 적용 범위가 점차 확대되고 있다. 마이크로파일은 지지력 증가, 지반 변위억제를 통한 구조물 안정성 확보 등에 주로 적용되어져 왔고, 향후 공법의 유효성과 잠재성으로 다양한 방면에 활용될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마이크로파일과 지반과의 상호작용에 초점을 두고 기초의 하부지반(구조물 지지개념) 보강을 실시하였으며, 모형실험 결과 및 지반 변형 분석을 통해서 보강 효과(지지력 증가효과 및 침하억제 효과)를 정성적 정량적으로 분석하여 설계 및 시공에서의 효율성과 적용성을 높이고자 한다.

W밴드 radial 전력 결합기용 TE10-TEM 모드 변환기 설계 (Design of TE10 to TEM mode convertor for W-band radial power combiner)

  • 김영곤;용명훈;류한춘;권세훈;우선걸
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.41-46
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    • 2023
  • 본 논문에서는 W밴드 radial 전력 결합기용 TE10-TEM 모드 변환기에 대한 설계 방법을 제안하였다. 제안한 구조는 일반적으로 이용 가능한 핀을 이용하여 TEM 모드를 구현하도록 하였으며 2단의 임피던스 변환부 및 back-short 구조를 이용하여 TE10 모드에서 TEM 모드로 자연스럽게 변환되도록 설게 하였다. 제안한 모드 변환기의 핀 구조가 하우징에 접합되어 진동 및 충격의 환경이 성능에 영향 없도록 하였다. 제안한 구조의 back-to-back 특성은 92.5~97.7 GHz 대역에서 삽입손실 1.55 dB 이하 및 10 dB 이상의 반사손실을 가짐을 확인하였다. 제안한 모드 변환기를 이용하여 높은 출력 및 안정적인 환경조건을 요구하는 초소형 레이다 및 다양한 응용 분야에 적용이 가능하리라 판단된다.

Designing fuzzy systems for optimal parameters of TMDs to reduce seismic response of tall buildings

  • Ramezani, Meysam;Bathaei, Akbar;Zahrai, Seyed Mehdi
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권1호
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    • pp.61-74
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    • 2017
  • One of the most reliable and simplest tools for structural vibration control in civil engineering is Tuned Mass Damper, TMD. Provided that the frequency and damping parameters of these dampers are tuned appropriately, they can reduce the vibrations of the structure through their generated inertia forces, as they vibrate continuously. To achieve the optimal parameters of TMD, many different methods have been provided so far. In old approaches, some formulas have been offered based on simplifying models and their applied loadings while novel procedures need to model structures completely in order to obtain TMD parameters. In this paper, with regard to the nonlinear decision-making of fuzzy systems and their enough ability to cope with different unreliability, a method is proposed. Furthermore, by taking advantage of both old and new methods a fuzzy system is designed to be operational and reduce uncertainties related to models and applied loads. To design fuzzy system, it is required to gain data on structures and optimum parameters of TMDs corresponding to these structures. This information is obtained through modeling MDOF systems with various numbers of stories subjected to far and near field earthquakes. The design of the fuzzy systems is performed by three methods: look-up table, the data space grid-partitioning, and clustering. After that, rule weights of Mamdani fuzzy system using the look-up table are optimized through genetic algorithm and rule weights of Sugeno fuzzy system designed based on grid-partitioning methods and clustering data are optimized through ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System). By comparing these methods, it is observed that the fuzzy system technique based on data clustering has an efficient function to predict the optimal parameters of TMDs. In this method, average of errors in estimating frequency and damping ratio is close to zero. Also, standard deviation of frequency errors and damping ratio errors decrease by 78% and 4.1% respectively in comparison with the look-up table method. While, this reductions compared to the grid partitioning method are 2.2% and 1.8% respectively. In this research, TMD parameters are estimated for a 15-degree of freedom structure based on designed fuzzy system and are compared to parameters obtained from the genetic algorithm and empirical relations. The progress up to 1.9% and 2% under far-field earthquakes and 0.4% and 2.2% under near-field earthquakes is obtained in decreasing respectively roof maximum displacement and its RMS ratio through fuzzy system method compared to those obtained by empirical relations.

해운대 두산 위브 더 제니스 구조설계 (Structural Design And Analysis of Haeundae Doosan We've The Zenith)

  • 박기홍;박석진
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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    • pp.93-98
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    • 2008
  • 해운대 두산 위브 더 제니스는 부산시 해운대구 수영만에 인접한 매립지에 세워지는 건축물로서 현재 지하 터파기 및 일부 기초공사 진행 중인 건축물이다. 타워동의 주 용도는 주거용 건축물로 높이 300m, 층수 80층으로 이루어져 주거용 콘크리트 건축물로서는 동양 최대의 높이를 자랑하고 있다. 타워는 총 3개의 고충타워와 1개의 저층타워로 이루어져 있으며 지하 저층부 길이가 가로폭 230m, 세로폭 200m로 전체가 한 개의 덩어리로 이루어진 구조물이다. 횡력저항 시스템은 중앙의 $700{\sim}800mm$ 두께의 코어벽체가 4방향의 외곽으로 확장되어 있으며 슬래브 외곽주변을 철근콘크리트 기둥을 설치하여 건축적인 요구사항에 부합되면서 횡방향 하중에 아주 효율적으로 저항할 수 있도록 계획되었으며, 풍 진동에 대해서도 아주 만족스러운 결과를 가져다주었다. 슬래브 바닥 시스템은 두께 250mm인 플랫 플레이트를 적용하여 충고의 최소화 및 외주부의 테두리보나 드롭패널을 설치하지 않아 시공성 및 공기단축에 부합되도록 계획되었다. 시공 시 및 준공 후에도 지속적인 상시 모니터링 시스템을 구축하여 계측된 자료를 기준으로 구조물의 안전성과 사용성을 객관적으로 판단하고 검증할 수 있도록 하였다.

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지하철 연도변의 소음 조사 (A Field Survey of Noise Associated with Subway Train Passage)

  • 손정곤
    • 화약ㆍ발파
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    • 제11권2호
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    • pp.60-68
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    • 1993
  • 서울지하철 제1, 2, 3, 4호선의 운행에 따른 소음 및 진동 발생은 인접 주거지역 주민들에게 공해 문제를 야기시켜 각종의 피해를 유발하고 있는 실정이다 그러나 현재 그 피해의 범위를 객관적으로 밝힐 수 있는 자료나지침이 없기 때문에 적절한 대책을 강구할 수가 없다. 따라서 본 조사를 통해 밝혀진 소음자료를 토대로 서울지하철 제1기 지상간의 지하철 차륜 통 과시 방출되는 소음레벨의 거리 별 분포 및 방출특성 그리고 각 노선별 비교 등과, 또 지하철 소음의 평가기준 및 평가방법과 현재 실용 가능한 방지대책을 제시하여 지하철 소음문제의 -반적인 처리지침으로 활용코져 한다. 본 조사 결과 제1호선 및 3호선은 소음레벨이 60dB(A) 미만으로 문제가 없고 소음공해 문제노선은 2호선 및 4호선의 일부 지상노출 구간으로 밝혀졌다. 이들 지역의 피선범위는 2호선의 경우 노선중심에서 50m 이내이고, 4호선의 경우 25m 이내로 이들 지점에서 각각 70dB(A)의 소음도를 기록하고 있다. 그리고 주민의 피해 호소율과 소음도 및 분포거리의 관계는 다음과 같이 밝혀졌다. 즉 80dB(A) 이상에서 강력한 집단민원이 발생하였고, 70-80dB(A)에서 간헐적인 피해호소를 하고 있었으며, 이들 값의 분포범위는 전자의 경우 고가구간에서 25m이내 철교구간에서 12.5m이내 그리고 철교 양구간에서 약 l00m이내이고, 후자의 경우 고가, 옹벽(U-Type) 및 철교구간에서 각각 50m이내이고, 철교량의 경우만 280m이내를 보이고 있다. 상기의 조사결과로부터 서울지하철의 일반적인 소음현황을 파악할 수 있어 지하철소음의 문제점을 개선하는데 필요한 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

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졸겔법으로 제조된 MO-$SiO_2$(M=Zn,Sn,In,Ag,Ni)의 구조특성 (Structural Properties of MO-SiO$_2$(M=Zn, Sn, In, Ag, Ni) by Sol-Gel Method)

  • 신용욱;김상우
    • 한국재료학회지
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    • 제11권7호
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    • pp.603-608
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    • 2001
  • 졸겔법에 의해 제조된$ MO-SiO_2$(M=Zn, Sn, In, Ag, Ni)이성분계 실리카 겔에서 금속이온의 종류에 따른 실리카 구조의 변화를 XRD, FT-lR, $^{29}$Si-NMR로 분석하였다. XRD peak을 관찰한 결과 $Ag-SiO_2$겔에서 $AgNO_3$의 부분적인 재결정화가 나타났지만, 첨가된 금속이온과 실리카 매트릭스의 결합에 의한 결정상은 관찰되지 않았다. FT-IR 분석결과 첨가되는 금속이온 중 Zn, Sn, In은 부분적으로 Si-O-M의 결합형태를 이루어 Si-O-Si 대칭 진동에 의한 흡수 peak의 위치를 변화시켰다. $^{29}$Si-NMR 관찰에 의해 Zn, Sn, In등의 금속이온은 실리카의 저온 졸겔 반응에 영향을 미치지 않고 불완전한 네트워크를 갖는 선형적 실리카 구조 내에서 비가교 산소와 결합하며 존재하였다. Ag, Ni는 실리카 네트워크가 형성되는 과정에서 실리카 형성을 위한 졸겔반응의 촉매로서 작용하여, 이러한 금속이온이 첨가된 실리카 네트워크는 보다 치밀한 구조적 특성을 나타내었다.

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EAF dust가 포함된 붕규산염계 결정화 유리의 구조 및 화학적 내구성 (Structure and chemical durability of borosilicate glass-ceramics containing EAF dust)

  • 안영수;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.82-89
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    • 2007
  • 붕규산염계 유리에 EAF Dust를 $40{\sim}80wt%$ 첨가하고 후 용융하여 유리를 제조한 후 $700^{\circ}C$/10hr으로 열처리하여 결정화유리 시편을 합성하였다. FT-IR, SEM, 그리고 EDS 분석을 통하여 조성 및 열처리 조건에 따른 시편내 결정상 및 결합상태 변화를 관찰하고, 이를 TCLP(Toxic Characterization Leaching Procedure) 실험에서 얻은 결과와 연계시켜 시편의 화학적 내구성을 연구하였다. 유리에 더스트 첨가량이 증가함에 따라 FT-IR 스펙트럼 상의 가교산소 진동피크($1050{\sim}1060cm^{-1}$)와 비가교산소 진동피크($960cm^{-1}$)가 합쳐진 넓은 피크($1000cm^{-1}$ 부근)가 저파수쪽으로 이동하였다. 동시에 boroxol ring의 $B_2O_3$ 구조가 tetrhedral-, trigonal- 그리고 di-borate로 변화되는 것을 확인하였다. 결정화유리 시편에서 Fe-O 피크가 확인되었으며 이는 spinel이 생성되었다는 XRD 결과와 일치하였다. TCLP를 행한 유리시편의 표면은 균열이 심하였으나 결정화유리는 큰 변화가 없어, 결정상 생성이 화학적 내구성을 향상시킴을 확인하였다. Fe의 용출량은 더스트가 80wt% 첨가된 결정화유리의 경우, 유리시편에 비하여 1/15로 감소하였다. Zn은 더스트 첨가량이 70wt% 이하인 결정화유리에서 용출량이 유리에 비해 높았으나 80wt% 이상 시편에서는 유리보다 감소하였고 이는 willemite 생성과 연관이 있는 것으로 사료된다.

CARSIM- Simulink연동 해석을 이용한 전자기 현가장치의 상대변위 해석 (Analysis of relative displacement of electromagnetic suspension using CARSIM and Simulink)

  • 김지혜;김진호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.82-88
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    • 2018
  • 본 논문에서는 차량 주행 시 노면으로부터 진동 에너지를 흡수해 에너지 하베스팅을 통해 전기에너지 발생이 가능한 전자기 현가장치의 구조와 현가장치 내에 결합되어 전자기 댐퍼 역할을 하는 8극 8상의 선형 발전기의 구조를 검토하였다. 실제 주행 노면에 따른 전자기 현가장치의 에너지 하베스팅 효과를 비교하기 위해 차량 시뮬레이션 프로그램인 Carsim과 Simulink를 연동하여 민군 겸용 차량 모델을 사용해 두 가지 실제 노면인 아스팔트 노면과 비포장도로 노면 조건에 대한 모의 주행시험을 수행한 결과, 아스팔트 노면과 비포장도로에서 현가장치의 상대 변위 각각 8mm, 13mm의 결과가 나타났다. 다음으로 전자기 현가장치 내에 결합된 선형 발전기를 모델링 하여 도출한 현가장치 상대 변위 값을 적용해 상용 전자기 해석 프로그램인 ANSYS MAXWELL을 이용해 동일한 해석조건을 적용하여 해석 시간 0.3s 동안 전자기 시뮬레이션을 수행하여 시간에 따른 발전량 결과를 도출해 비교하였으며 비포장도로와 아스팔트 노면에서의 평균 발전량은 각각 198.6W, 98.7W로 비포장도로의 경우 103.7% 높은 값을 보이는 것을 확인하였다. 마지막으로 노면의 주파수와 현가장치 입력 변위가 발전 출력에 영향을 끼치는 민감도를 비교한 결과 두 변수의 민감도는 각각 1.725, 1.283으로 노면 주파수가 전자기 시뮬레이션 출력변수인 평균 발전량에 34.5 % 높은 영향을 끼치는 결과를 확인하였다.